高磷硅锰合金还原脱磷的优化研究
发布时间：2022-01-03 12:53
我国锰矿资源丰富,但贫矿众多,高品位的锰矿资源基本依靠进口,导致锰系合金生产成本一直居高不下。重庆城口、秀山等地,锰矿品位低,P、S等杂质元素含量高,生产的硅锰合金磷含量严重超标,产品价值低,制约着当地锰合金产业的高效发展。硅锰合金产量大、应用范围广,是炼钢常用的脱氧及合金添加剂,其产品质量在一定程度上决定着钢材的质量水平。硅锰合金中的P会污染钢液,引起钢的“冷脆”,降低钢材质量。因此,控制硅锰合金中的磷含量,使其国标化,是铁合金领域的重要课题。本课题探索了重庆城口地区所生产的高磷硅锰合金的磷含量脱除问题,基于共存理论建立了合金熔体及熔渣的热力学模型;采用“感应炉+硅钼炉”进行还原脱磷的实验研究,借助ICP、XRD等检测手段,探讨了熔渣组分及工艺条件对脱磷的影响;采用感应炉,进行了吨级硅锰合金还原脱磷的工业化试验。得到以下几点结论:（1）基于所建立的熔渣的热力学模型,分析得出:对于三元CaO-SiO2-Al2O3渣系,熔渣脱磷能力随渣中CaO含量的增加而增加;对于四元CaO-SiO2-Al...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010-2017年中国锰矿进口量[13-14]
图 1.2 硅锰熔体平衡相图[23]Fig. 1.2 Phase diagram of Si-Mn melt表 1.4 锰硅合金相图中的特性点[23]Table 1.4 The Characteristic points in the phase diagram of Mn-Si allo各相的组分，Si, wt.% 温度, ℃ 0 1246 ( Mn)(a) ~3.75 ~0.3 ~2 1205 n(a) 0 1137 ( Mn)(a) ~9 ~2.8 ~5 1155 n 0 1100 n 0 727 Mn3Si ~24 37.5 25.4 1070 Mn3Si 25~25.6 677 n5Si3 Mn5Si2(b) ~25.6 37.5 28.6 850
0.2 0.0023 0.752 -20.39 4.678 -12.440.3 0.0049 0.5830 -27.89 6.130 -17.470.4 0.0117 0.3613 -33.78 7.192 -21.550.5 0.0305 0.1656 -37.37 7.460 -24.690.6 0.0929 0.0408 -38.23 5.205 -29.380.7 0.2852 0.0052 -34.71 1.644 -31.920.8 0.5829 0.0006 -27.07 1.360 -24.760.9 0.8645 6.7E05 -15.44 3.314 -9.8031.5.2 硅锰合金脱磷研究现状众所周知，磷原子最外层有 5 个电子，这也就意味着，它既可失去 5 个电子，形成磷酸盐，也可获得 3 个电子，形成磷化物，从而得到 8 电子稳定结构。也就是说，硅锰合金炉外脱磷存在着氧化脱磷及还原脱磷两种方式，其脱磷传质机理如下图所示：P5+P5+P3-P3-
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国锰矿资源开发利用现状[J]. 朱志刚. 中国锰业. 2016(02)
[2]锰矿资源现状及开发利用思考[J]. 雷晓力,胡永达,杜轶伦,张福良,王丹. 中国矿业. 2015(S1)
[3]中国进口锰矿市场分析[J]. 周健. 中国锰业. 2015(02)
[4]我国锰矿资源开采现状与可持续发展的研究[J]. 洪世琨. 中国锰业. 2011(03)
[5]低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2系精炼渣的性能[J]. 史冠勇,张廷安,牛丽萍,豆志河. 过程工程学报. 2011(04)
[6]锰硅合金还原脱磷渣处理试验研究[J]. 曾世林,储少军. 铁合金. 2010(01)
[7]锰硅合金沉淀脱磷工艺制度的优化[J]. 曾世林,储少军,禹华芳,梁枝林. 铁合金. 2009(06)
[8]世界锰矿资源及锰矿业发展[J]. 严旺生,高海亮. 中国锰业. 2009(03)
[9]微波加热含碳氧化锰矿粉体还原过程中磷的迁移行为[J]. 侯向东,陈津,张猛,范晋平. 中国锰业. 2009(03)
[10]还原脱磷及其脱磷产物的鉴定[J]. 李国祥,李松波. 内蒙古石油化工. 2006(09)
博士论文
[1]锰基熔体系统磷杂质净化机理研究[D]. 谢泽伟.重庆大学 2014
硕士论文
[1]高磷锰硅合金深度还原脱磷机理研究[D]. 周志强.重庆大学 2017
[2]高硫含量硅锰合金脱硫基础研究[D]. 樊金环.重庆大学 2014
本文编号：3566309
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010-2017年中国锰矿进口量[13-14]
图 1.2 硅锰熔体平衡相图[23]Fig. 1.2 Phase diagram of Si-Mn melt表 1.4 锰硅合金相图中的特性点[23]Table 1.4 The Characteristic points in the phase diagram of Mn-Si allo各相的组分，Si, wt.% 温度, ℃ 0 1246 ( Mn)(a) ~3.75 ~0.3 ~2 1205 n(a) 0 1137 ( Mn)(a) ~9 ~2.8 ~5 1155 n 0 1100 n 0 727 Mn3Si ~24 37.5 25.4 1070 Mn3Si 25~25.6 677 n5Si3 Mn5Si2(b) ~25.6 37.5 28.6 850
0.2 0.0023 0.752 -20.39 4.678 -12.440.3 0.0049 0.5830 -27.89 6.130 -17.470.4 0.0117 0.3613 -33.78 7.192 -21.550.5 0.0305 0.1656 -37.37 7.460 -24.690.6 0.0929 0.0408 -38.23 5.205 -29.380.7 0.2852 0.0052 -34.71 1.644 -31.920.8 0.5829 0.0006 -27.07 1.360 -24.760.9 0.8645 6.7E05 -15.44 3.314 -9.8031.5.2 硅锰合金脱磷研究现状众所周知，磷原子最外层有 5 个电子，这也就意味着，它既可失去 5 个电子，形成磷酸盐，也可获得 3 个电子，形成磷化物，从而得到 8 电子稳定结构。也就是说，硅锰合金炉外脱磷存在着氧化脱磷及还原脱磷两种方式，其脱磷传质机理如下图所示：P5+P5+P3-P3-
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国锰矿资源开发利用现状[J]. 朱志刚. 中国锰业. 2016(02)
[2]锰矿资源现状及开发利用思考[J]. 雷晓力,胡永达,杜轶伦,张福良,王丹. 中国矿业. 2015(S1)
[3]中国进口锰矿市场分析[J]. 周健. 中国锰业. 2015(02)
[4]我国锰矿资源开采现状与可持续发展的研究[J]. 洪世琨. 中国锰业. 2011(03)
[5]低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2系精炼渣的性能[J]. 史冠勇,张廷安,牛丽萍,豆志河. 过程工程学报. 2011(04)
[6]锰硅合金还原脱磷渣处理试验研究[J]. 曾世林,储少军. 铁合金. 2010(01)
[7]锰硅合金沉淀脱磷工艺制度的优化[J]. 曾世林,储少军,禹华芳,梁枝林. 铁合金. 2009(06)
[8]世界锰矿资源及锰矿业发展[J]. 严旺生,高海亮. 中国锰业. 2009(03)
[9]微波加热含碳氧化锰矿粉体还原过程中磷的迁移行为[J]. 侯向东,陈津,张猛,范晋平. 中国锰业. 2009(03)
[10]还原脱磷及其脱磷产物的鉴定[J]. 李国祥,李松波. 内蒙古石油化工. 2006(09)
博士论文
[1]锰基熔体系统磷杂质净化机理研究[D]. 谢泽伟.重庆大学 2014
硕士论文
[1]高磷锰硅合金深度还原脱磷机理研究[D]. 周志强.重庆大学 2017
[2]高硫含量硅锰合金脱硫基础研究[D]. 樊金环.重庆大学 2014
本文编号：3566309
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